伺服驱动器原理及应用培训课件
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伺服电机技术及其应用 ppt课件
NASA起初预计这两个机器人只能工作三个月,但五年过去了, 这六轮的车辆还在继续绕火星旅行,并一直在向地球回传激动 人心的数据。
可清晰看见的碳刷
3
ppt课件
一、伺服电机的起源及分类
1.2 无刷直流伺服电机:顾名思义没有碳刷装置。 无刷直流伺服电机去掉了碳刷装置,使用电子换向,实现了电 机免维护,电磁干扰小。寿命更长。 我们的神五神六上面用的都是无刷直流伺服电机。原因并不是
14
ppt课件
九、永磁同步伺服电机的快速发展
进入本世纪以来,永磁同步电机在中国获得了飞速发展,包括电梯电机、
工业控制电机、节能高效电机等广泛领域。产品形式包括高速、低速大扭矩
(DDR)各种范围。
不论是高速、低速(DDR)永磁同步电机的快速发展,都有共同的原因是基
于以下三个因素:
1. 永磁同步电机设计技术及工艺的快速发展
23
ppt课件
十二、永磁同步交流伺服电机的应用-抽油机
直驱塔式抽油机 1.直接驱动,去掉减速环节, 可靠性高。 2.旋转电机设计,电机除需定 期补充润滑脂外,无需其他 维护。 3.系统效率高,节能显著。 4.良好的系统可调节性。
24
ppt课件
十三、永磁同步交流伺服电机的应用-顶驱钻机
控制房
25
ppt课件
我们通常所说的交流伺服电机,一般就是指永磁同步伺服电机。 在伺服电机的应用领域里,永磁同步伺服系统已经逐渐取代直 流伺服系统
5
ppt课件
二、武汉直驱机电-产品说明
特别需要说明的是,对于我们的产品,无须过分强调伺服
1.应用与伺服电机是有差异的 伺服电机强调精确的位置控制、速度控制、转矩控制。即强调伺服 特性。 从我们目前的产品及今后可看到的市场应用,均不强调伺服特性, 是以提供驱动动力为主,关注效率、节能、可靠性、体积、重量等 要素。 2.伺服电机产业的弊病 伺服电机集中于传统高端应用,市场很狭小。而且早已被很多传统 厂家所瓜分。国内“专门”做伺服电机的,没有一个能成长为大公 司,产值能做到几千万就很不错了,而且国内的伺服电机产品,从 来都是低端产品的代名词。
可清晰看见的碳刷
3
ppt课件
一、伺服电机的起源及分类
1.2 无刷直流伺服电机:顾名思义没有碳刷装置。 无刷直流伺服电机去掉了碳刷装置,使用电子换向,实现了电 机免维护,电磁干扰小。寿命更长。 我们的神五神六上面用的都是无刷直流伺服电机。原因并不是
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九、永磁同步伺服电机的快速发展
进入本世纪以来,永磁同步电机在中国获得了飞速发展,包括电梯电机、
工业控制电机、节能高效电机等广泛领域。产品形式包括高速、低速大扭矩
(DDR)各种范围。
不论是高速、低速(DDR)永磁同步电机的快速发展,都有共同的原因是基
于以下三个因素:
1. 永磁同步电机设计技术及工艺的快速发展
23
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十二、永磁同步交流伺服电机的应用-抽油机
直驱塔式抽油机 1.直接驱动,去掉减速环节, 可靠性高。 2.旋转电机设计,电机除需定 期补充润滑脂外,无需其他 维护。 3.系统效率高,节能显著。 4.良好的系统可调节性。
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十三、永磁同步交流伺服电机的应用-顶驱钻机
控制房
25
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我们通常所说的交流伺服电机,一般就是指永磁同步伺服电机。 在伺服电机的应用领域里,永磁同步伺服系统已经逐渐取代直 流伺服系统
5
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二、武汉直驱机电-产品说明
特别需要说明的是,对于我们的产品,无须过分强调伺服
1.应用与伺服电机是有差异的 伺服电机强调精确的位置控制、速度控制、转矩控制。即强调伺服 特性。 从我们目前的产品及今后可看到的市场应用,均不强调伺服特性, 是以提供驱动动力为主,关注效率、节能、可靠性、体积、重量等 要素。 2.伺服电机产业的弊病 伺服电机集中于传统高端应用,市场很狭小。而且早已被很多传统 厂家所瓜分。国内“专门”做伺服电机的,没有一个能成长为大公 司,产值能做到几千万就很不错了,而且国内的伺服电机产品,从 来都是低端产品的代名词。
交流伺服驱动器原理及调试ppt课件
直流公共母线 P
三
软起
相
动及
整
泵生
N
流
控制
器
电路
220V
开关电源
控制
电源 开关电源
MPU AT89S8252
故障检 测电路
FPGA A42MX09
逆变器
霍尔元件
IPM 逆变器
ia ib
SPINDLE (SERVO) MOTOR
门极驱动电路
PG
DSP ADMC401
RS232 串行口
键盘及 显示
I/O 控制
控制方式选择
用于选择伺服驱动器的控制方式。 0:位置控制方式,接纳位置脉冲输入指令; 1:模拟速度控制方式,接纳模拟速度指令; 2:模拟转矩控制方式,接纳模拟转矩指令; 3:其他(内部速度控制方式)
与速度/转矩控制有关的参数
速度指令输入增益
①设置模拟速度指令的电压值与转速的关 系。设定值为电压对应的转速值. ②只在模拟速度输入方式下有效。
输入输出
光电隔离
其它监测信号 微 控 制 器
母线电压监测
状 态 显 示
XT2
220A
A
控制
220B 电 源
B
控制电路构造
功率电路构造
四、伺服驱动器的运转控制原理
位置环 电流环 速度环
华中数控
五、伺服驱动器的接线:
1. 主回路接线: 1〕驱动器R、S、T电源线的衔接; 2〕驱动器与电动机电源线之间的接线;
速度积分时间常数
①设定速度调理器的积分时间常数。 ④设置值越小,积分速度越快。参数数值根据详细的 伺服驱动系统型号和负载情况确定。普通情况下,负 载惯量越大,设定值越大。 ②在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较小的值。
第4章伺服驱动系统PPT课件
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4.1伺服系统概述
(2)闭环伺服系统闭环伺服系统是误差控制随动系统(见图43)。数控机床进给系统的误差,是数控装置输出的位置指令 和机床工作台(或刀架)实际位置的差值。闭环伺服系统需要 有位置检测装置,检测执行元件运动的位置。该装置测出执 行元件实际位移量或实际所处位置,并将测量值反馈给数控 装置,与指令进行比较,求得误差,依此构成闭环位置控制。
由于闭环伺服系统是反馈控制,反馈测量装置精度很高,所 以系统传动链误差、环内各元件误差以及运动中造成的误差 都可以得到补偿,从而大大提高厂跟随精度和定位精度。目 前,闭环系统的分辨率多为1um,定位精度可达士0. 01一士0. O5 mm;高精度系统分辨率可达0. 1 um。系统精度只取决于测 量装置的制造精度和安装精度。
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4.1伺服系统概述
4.按使用直流伺服电动机和交流伺服电动机分类 (1)直流伺服系统直流伺服系统常用的伺服电动机有小惯量直
流伺服电动机和永磁直流伺服电动机(也称为大惯量宽调速直 流伺服电动机)。小惯量直流伺服电动机最大限度地减少了电 动机的转动惯量,所以能获得最好的快速性,在早期的数控 机床上应用较多,现在也有应用。小惯量直流伺服电动机一 般都设计成有高的额定转速和低的转动惯量,应用时要经过 中间机械传动(如齿轮副)才能与}}r杠相连接。 永磁直流伺服电动机能在较大过载转矩下长时间工作,并且 电动机的转子惯量较大,能直接与}}r杠相连而不需要中间传 动装置。此外,它还有一个特点是可在低速下运转,如能在1 r/min甚至0.1r/min下平稳地运转。因此,这种直流伺服系统 在数控机床上获得厂广泛的应用,20世纪70年代至80年代中 期,在数控机床上的应用占绝对统治地位。至今,仍有许多 数控机床上使用这种电动机直流伺服系统。永磁直流伺服电 动机的缺点是有电刷,限制r转速的提高(一般额定转速为1 000-1 500r/min ),而且结构复杂,价格较贵。
4.1伺服系统概述
(2)闭环伺服系统闭环伺服系统是误差控制随动系统(见图43)。数控机床进给系统的误差,是数控装置输出的位置指令 和机床工作台(或刀架)实际位置的差值。闭环伺服系统需要 有位置检测装置,检测执行元件运动的位置。该装置测出执 行元件实际位移量或实际所处位置,并将测量值反馈给数控 装置,与指令进行比较,求得误差,依此构成闭环位置控制。
由于闭环伺服系统是反馈控制,反馈测量装置精度很高,所 以系统传动链误差、环内各元件误差以及运动中造成的误差 都可以得到补偿,从而大大提高厂跟随精度和定位精度。目 前,闭环系统的分辨率多为1um,定位精度可达士0. 01一士0. O5 mm;高精度系统分辨率可达0. 1 um。系统精度只取决于测 量装置的制造精度和安装精度。
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4.1伺服系统概述
4.按使用直流伺服电动机和交流伺服电动机分类 (1)直流伺服系统直流伺服系统常用的伺服电动机有小惯量直
流伺服电动机和永磁直流伺服电动机(也称为大惯量宽调速直 流伺服电动机)。小惯量直流伺服电动机最大限度地减少了电 动机的转动惯量,所以能获得最好的快速性,在早期的数控 机床上应用较多,现在也有应用。小惯量直流伺服电动机一 般都设计成有高的额定转速和低的转动惯量,应用时要经过 中间机械传动(如齿轮副)才能与}}r杠相连接。 永磁直流伺服电动机能在较大过载转矩下长时间工作,并且 电动机的转子惯量较大,能直接与}}r杠相连而不需要中间传 动装置。此外,它还有一个特点是可在低速下运转,如能在1 r/min甚至0.1r/min下平稳地运转。因此,这种直流伺服系统 在数控机床上获得厂广泛的应用,20世纪70年代至80年代中 期,在数控机床上的应用占绝对统治地位。至今,仍有许多 数控机床上使用这种电动机直流伺服系统。永磁直流伺服电 动机的缺点是有电刷,限制r转速的提高(一般额定转速为1 000-1 500r/min ),而且结构复杂,价格较贵。
第五章 伺服驱动系统PPT课件
控制输入脉冲数量、频率及电动机各相绕组的接通次序,可得 到各种需要的运行特性。 (一) 步进电动机的分类
(二) 步进电动机的工作原理
1. 反应式步进电动机 可变磁阻式/VR步进电动机
(1)反应式步进电动机的结构
(2)反应式步进电动机的工作原理 磁力线具有力图沿磁阻最小路径通过的特点,从而产生反应力
交流(AC)伺服系统向全数字化方向发展:电流环、 速度环和位置环的 反馈控制全部数字化,全部伺服的控 制模型和动态补偿均由高速微处理器及其软件进行实时处 理;采用前馈与反馈结合的复合控制。
4、按控制对象和使用目的的不同:进给、主轴和辅助伺服系统。
进给伺服系统:用于控制机床各坐标轴的切削进给运动,是一 种精密的位置跟踪、定位系统:速度控制和位置控制
e= es + ec =kUmcos(ωt + θ) =kUmcos(ωt + x ·2π/ W)
通过鉴别定尺输出的感应电势的相位,即可测量定尺和滑尺之 间的相对位置。
感应同步器的鉴相方式用在相位比较伺服系统中
2、鉴幅方式 根据定尺感应输出的感应电势的振幅变化来检测 位移量的一种工作方式。
滑尺上的正弦、余弦励磁绕组提供同频率、同相位、幅值不同 的交流电压,即
检测装置的精度指标:系统精度(在一定长度或转角内测量积 累误差的最大值)和系统分辨率(测量元件所能正确检测的最小位 移量)
位置检测装置分类
数字式
增量式
绝对式
回转型 增量式光点脉冲编 绝对式光点脉
码器、圆光栅
冲编码器
直线型 计量光栅、激光干 编码尺、多通道
涉仪
透射光栅
模拟式
增量式
绝对式
旋转变压器、圆形感 多极旋转变压器、三 应同步器、圆形磁尺 速圆形感应同步器
(二) 步进电动机的工作原理
1. 反应式步进电动机 可变磁阻式/VR步进电动机
(1)反应式步进电动机的结构
(2)反应式步进电动机的工作原理 磁力线具有力图沿磁阻最小路径通过的特点,从而产生反应力
交流(AC)伺服系统向全数字化方向发展:电流环、 速度环和位置环的 反馈控制全部数字化,全部伺服的控 制模型和动态补偿均由高速微处理器及其软件进行实时处 理;采用前馈与反馈结合的复合控制。
4、按控制对象和使用目的的不同:进给、主轴和辅助伺服系统。
进给伺服系统:用于控制机床各坐标轴的切削进给运动,是一 种精密的位置跟踪、定位系统:速度控制和位置控制
e= es + ec =kUmcos(ωt + θ) =kUmcos(ωt + x ·2π/ W)
通过鉴别定尺输出的感应电势的相位,即可测量定尺和滑尺之 间的相对位置。
感应同步器的鉴相方式用在相位比较伺服系统中
2、鉴幅方式 根据定尺感应输出的感应电势的振幅变化来检测 位移量的一种工作方式。
滑尺上的正弦、余弦励磁绕组提供同频率、同相位、幅值不同 的交流电压,即
检测装置的精度指标:系统精度(在一定长度或转角内测量积 累误差的最大值)和系统分辨率(测量元件所能正确检测的最小位 移量)
位置检测装置分类
数字式
增量式
绝对式
回转型 增量式光点脉冲编 绝对式光点脉
码器、圆光栅
冲编码器
直线型 计量光栅、激光干 编码尺、多通道
涉仪
透射光栅
模拟式
增量式
绝对式
旋转变压器、圆形感 多极旋转变压器、三 应同步器、圆形磁尺 速圆形感应同步器
伺服控制器原理及应用课件
控制器无法启动
可能是由于电源故障、控制信号丢失或内部 组件故障等原因。
控制器运行不稳定
可能是由于机械系统振动、控制参数设置不 当或电气噪声干扰等原因。
控制器定位精度不高
可能是由于编码器故障、传动系统误差或参 数调整不当等原因。
控制器响应速度慢
可能是由于控制算法过于复杂、系统参数设 置不当或负载惯量过大等原因。
智能化
伺服控制器正不断集成智能化功能,如自适应控制、预测控制等, 以提升系统的自适应性和稳定性。
集成化
伺服控制器正趋向于与其他工业自动化设备集成,形成更高效、一 体化的控制系统。
伺服控制器应用领域展望
智能制造
伺服控制器将在智能制造领域发挥重要作用,提升制造过程的自 动化和智能化水平。
新能源
伺服控制器在新能源领域,如风能、太阳能等领域的应用将进一 步拓展。
总结词
伺服控制器可以根据不同的分类标准进行分类,如按 照电机类型、输入信号类型、控制方式等。不同类型 的伺服控制器具有不同的特点和应用场景。
详细描述
伺服控制器可以根据电机类型分为直流伺服控制器和 交流伺服控制器,也可以根据输入信号类型分为模拟 伺服控制器和数字伺服控制器。此外,按照控制方式 的不同,伺服控制器可以分为开环控制和闭环控制两 种类型。不同类型的伺服控制器具有不同的特点和应 用场景,如直流伺服控制器适用于需要快速响应的场 合,而交流伺服控制器适用于需要高精度控制的场合。
02
03
对控制器内部散热风扇 进行清洁,确保散热良好。
检查电缆连接是否牢固, 避免因振动导致松动或 断线。
04
对控制器进行周期性维 护保养,包括润滑传动 部件、清洁电气元件等。
伺服控制器的发展趋势与 展望
可能是由于电源故障、控制信号丢失或内部 组件故障等原因。
控制器运行不稳定
可能是由于机械系统振动、控制参数设置不 当或电气噪声干扰等原因。
控制器定位精度不高
可能是由于编码器故障、传动系统误差或参 数调整不当等原因。
控制器响应速度慢
可能是由于控制算法过于复杂、系统参数设 置不当或负载惯量过大等原因。
智能化
伺服控制器正不断集成智能化功能,如自适应控制、预测控制等, 以提升系统的自适应性和稳定性。
集成化
伺服控制器正趋向于与其他工业自动化设备集成,形成更高效、一 体化的控制系统。
伺服控制器应用领域展望
智能制造
伺服控制器将在智能制造领域发挥重要作用,提升制造过程的自 动化和智能化水平。
新能源
伺服控制器在新能源领域,如风能、太阳能等领域的应用将进一 步拓展。
总结词
伺服控制器可以根据不同的分类标准进行分类,如按 照电机类型、输入信号类型、控制方式等。不同类型 的伺服控制器具有不同的特点和应用场景。
详细描述
伺服控制器可以根据电机类型分为直流伺服控制器和 交流伺服控制器,也可以根据输入信号类型分为模拟 伺服控制器和数字伺服控制器。此外,按照控制方式 的不同,伺服控制器可以分为开环控制和闭环控制两 种类型。不同类型的伺服控制器具有不同的特点和应 用场景,如直流伺服控制器适用于需要快速响应的场 合,而交流伺服控制器适用于需要高精度控制的场合。
02
03
对控制器内部散热风扇 进行清洁,确保散热良好。
检查电缆连接是否牢固, 避免因振动导致松动或 断线。
04
对控制器进行周期性维 护保养,包括润滑传动 部件、清洁电气元件等。
伺服控制器的发展趋势与 展望
伺服电机及其控制原理-PPT
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 (NC装置)
步进 驱动器
步进马达
指令脉冲
脉冲马达
1脉冲 = 1步进角
例 步进角 0.36°的情况 1脉冲 → 0.36°的动作
1000脉冲 → 360°(1圈)
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 (NC装置)
步进 驱动器
步进马达
位置 = 脉冲数 速度 = 脉冲频率
42
问题8:伺服电机过热(电机烧毁)。
原因:1、负载惯性(负荷)太大,增大电机和控制器 的容量;2、设备(机械)松动、脱落,重新确认设备 (机械)各部件;3、与驱动器接线错误,确认电机和 控制器名牌,根据说明书检查是否接线错误。4、电机 轴承故障。5、电机故障(接地、缺相等)
43
3.1 伺服控制器概述
伺服驱动器(servo drives) 又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”,是 用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似 于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统 的一部分,主要应用于高精度的定位系统。
44
伺服控制器的作用
1、按照定位指令装置输出的脉冲串,对工件进行定位控制。 2、伺服电机锁定功能:当偏差计数器的输出为零时,如果有外力
34
需要我们注意的是: 伺服电机实际使用当中,必须了解电
机的型号规格,确认好电机编码器的分 辨率,才能选择合适的伺服控制器。
35
松下伺服电机常见故障分析
问题1:对伺服电机进行机械安装时,应该 注意什么问题?
由于每台伺服电机都带有编码器,它是一个十分容易碎 的精密光学器件,过大的冲击力会使其破坏。因而在安 装的过程中要避免对编码器使用过大的冲击力。
开环伺服系统结构简图
数控装置发出脉冲指令,经过脉冲分配和功 率放大后,驱动步进电机和传动件的累积误 差。因此,开环伺服系统的精度低,一般可 达到0.01mm左右,且速度也有一定的限制。
伺服驱动器原理及应用培训 ppt课件
PPT课件
4
一、电流环
CPU
CPU比较电流指令和电流反馈, 作为结果的波形送入放大器,再经 过PWM后将信号送到功率晶体管。
PPT课件
5
一、电流环
PWM
PWM(脉宽调制)是一种将模 拟信号转换为数字信号的方法。在模 拟信号上加上一个载波频率,其大小 依赖于功率模块的开关次数。每当模 拟信号与载频波形交叉时,PWM输 出就发生一次转换,一系列的转换就 形成了方波信号,其表现为模拟信号 的平均值,相当于该信号的数字形态。
PPT课件
13
四、主回路
主电容充电
在主电容充电中,我们看到一个 继电器,RLY1。使用这个继电器是 出于安全的目的。它保护这个电路并 且限制上电时主电容C1的充电电流。
PPT课件
14
四、主回路
P-N电压
在DB1上的P-N电压是供电电 压的有效值,即右图中P点的电压读 数是310V。 V(RMS) = 220V * 1.41 = 310V
PPT课件
23
六、再生
再生的目的
再生有两个主要功能:1)消耗运动负载的惯性能量;2)快速地对主电 容(C1)放电。
当一套EDB伺服系统运行在额定转速并且带着允许的最大负载惯量, EDB伺服驱动器必须吸收停止负载时产生的全部能量而不损坏系统。如果系 统运行在超过额定转速或者带着超过允许的最大负载惯量,那么必须有外部 再生。
PPT课件
11
三、位置环
前馈功能
前馈功能缩短定位时间。前馈将 使实际运动轮廓逼近指令运动轮廓。 通常前馈增益Pn017设定在80%以 下,对于大多数机械,设定超过80% 将会引起振动,使用前馈滤波Pn025 可以减小振动。
PPT课件
伺服系统及变频器应用技术第一章PPT课件
➢永磁直流伺服电动机(大惯量宽调速直流伺服电动机)
永磁直流伺服电动机的缺点是有电刷,限制了转速的提高,而且结构复
杂、价格较贵。
Page 8
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(1) 直流伺服系统
直流伺服系统适用的功率范围很宽,包括从几十瓦到几十千瓦的控制 对象。直流电动机的输出力矩同加于电枢的电流和由激磁电流产生的磁通 有关,通过改变电枢电流或激磁电流,可对直流电动机的力矩进行控制。
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第一单元 机电伺服系统概述(1)
机电伺服系统 的概念
机电伺服系统 的类型
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结束语
当你尽了自己的最大努力 时,失败也是伟大的,所 以不要放弃,坚持就是正 确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
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图2-3 半闭环系统原理图
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(2)半闭环伺服系统
主要特点:
较稳定的控制特性 介于闭环伺服系统和开环伺服系统之间的定位精度 系统稳定性较好 调试较容易 价格低廉
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(3)闭环伺服系统
闭环伺服系统带有检测装置,可以直接对工作台的位移量进行检测。 在闭环伺服系统中,速度、位移测量元件不断地检测控制对象的运动状 态。如图2-4所示为闭环伺服系统原理图:
速度控制既可单独使用,也可与位置控制联合成为双回路控制,但主 回路是位置控制,速度控制作为反馈校正,改善系统的动态性能,如各 种数控机械的双回路伺服系统。
Page 15
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(3)转矩伺服系统
转矩控制是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴 对外的输出转矩的大小。
伺服电机培训课件(PPT 39张)
Pr1.09第二转矩滤波 ↓
3.转矩控制的基本参数调节
参数号 Pr0.01 Pr3.18 Pr3.19 Pr3.20 Pr0.11 Pr3.21
参考值 2 用户指定 用户指定 用户指定 用户指定 用户设置
备注 控制方式选择,固定为“2” 转矩指令选择 转矩指令增益,单位 (×0.1V/100%) 电机旋转逻辑取反, 反馈脉冲数 转矩模式速度限制
速度前馈(speed feedforward)的效果:速度(speed)观测
【实时自动调整流程图】
实行实时自动调整的情况下, 右图表示调整流量。 是 运转是否 实时自动调整这一功能,可 结束 正常? 以进行自动增益切换,自动 设定位置环路增益,速度环 路增益,速度环路积分时间 分析频率(FFT) 把握共振特性 常数、速度观测滤波器、转 矩滤波器、前馈速度,惯量 比等个调整参数,不能更改 ①把握速度环增益的范围 。 ②把握共振点,根据需要使用 按照操作手册进行调整时, 陷波滤波器 需要设定实时自动调整功能 为无效。 出现共振现象时 要求更短的整定时间时
举一个简单例子:有一台机械,是用伺服电机通过V形带传动一个恒定速 度、大惯性的负载。整个系统需要获得恒定的速度和较快的响应特性,分 析其动作过程: 当驱动器将电流送到电机时,电机立即产生扭矩;一开始,由于V形带 会有弹性,负载不会加速到象电机那样快;伺服电机会比负载提前到达设 定的速度,此时装在电机上的偏码器会削弱电流,继而削弱扭矩; 随着V 型带张力的不断增加会使电机速度变慢,此时驱动器又会去增加电流,周 而复始。 在此例中,系统是振荡的,电机扭矩是波动的,负载速度也随之波动。其 结果当然会是噪音、磨损、不稳定了。不过,这都不是由伺服电机引起的, 这种噪声和不稳定性,是来源于机械传动装置,是由于伺服系统反应速度 (高)与机械传递或者反应时间(较长)不相匹配而引起的,即伺服电机响 应快于系统调整新的扭矩所需的时间。 找到了问题根源所在,再来解决当然就容易多了,针对以上例子,您可以: (1)增加机械刚性和降低系统的惯性,减少机械传动部位的响应时间, 如把V形带更换成直接丝杆传动或用齿轮箱代替V型带。(2)降低伺服系 统的响应速度,减少伺服系统的控制带宽,如降低伺服系统的增益参数值。 (3)设置滤波器,陷波等。
伺服基础培训资料PPT课件
步
光电型旋转编码器(增量型/绝对值型)
光电型旋转编码器,旋转变压器型
一般
快
好
一般(旋转变压器型可耐振动)
运行温度高
一般
基本可以免维护
较好
12
伺服系统控制
-
13
上位机
脉冲列
1.16 位置控制
アンプ 速度指令
偏差 计数器
+
-
速度环
力矩指令 电流环 +
-
M
位置感应
位置环
位置控制 ⇒ 通过对移动量(马达旋转数)的控制而达到任意目 标的位置。
電流环 速度环
伺服系统放大器Байду номын сангаас本构成图
-
速度 感应器
位置 感应器
10
伺服与变频的区别
• 主回路部分
o 整流单元(四相限电源) o 逆变单元 o 电流传感器
伺服主回路和变频器的 最大区别是:
1、过载倍数
2、电流采样精度
功率单元IPM和PIM之分,有集成模块和分离IGBT 结构
-
11
特性 力矩范围 速度范围
3轴使用
-
射出轴 夹紧轴 计量轴 送出轴
同时使用
26
• 案例一:横切
• 追剪的运动特点:
o 在设定的同步区牵引剪切部件的速度和送料速度一致,在同步区 完成剪切运动,而不同的切割长度则通过调节非同步区的速度来 适应。
-
27
• 案例二:排料
-
28
感谢聆听! Thanks
-
29
从系统的结构特点来看: 有单回伺服系统、多回伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。
-
6
伺服驱动器原理及应用培训教材(PPT47页)
五、动态制动
动态制动是如何发生的?
第一种情况: 双继电器版本的EDB伺服驱动 器的动态制动电路使用一个继电器 造成电机绕组短路,从而使电机紧 急停机。当用在大功率伺服上时这 种方法不是很安全。
伺服驱动器原理及应用培训教材(PP T47页)
伺服驱动器原理及应用培训教材(PP T47页)
五、动态制动
动态制动是如何发生的?
第三种情况: 2kW以上的EDB伺服驱动器的 动态制动电路通过一个可控硅代替 继电器动作,这是与1.5kW以下的 伺服驱动器唯一不同的地方。电机 转子能量也是消耗在动态制动电阻 上。这种方法也使电机平滑的减速。
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四、主回路
主电容充电
在主电容充电中,我们看到一个它保护这个电路并 且限制上电时主电容C1的充电电流。
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四、主回路
P-N电压
在DB1上的P-N电压是供电电 压的有效值,即右图中P点的电压读 数是310V。 V(RMS) = 220V * 1.41 = 310V
伺服驱动器原理及应用培训教材(PP T47页)
一、电流环 二、速度环 三、位置环 四、主回路 五、动态制动 六、再生 七、伺服选型
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一、电流环
功能图
伺服驱动器原理及应用培训教材(PP T47页)
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五、动态制动
动态制动何时发生?
Servo Off:动态制动打开以保证安全。 Servo On:动态制动关闭。 伺服驱动器进入Servo Off状态,当: 1)S-ON输入信号关闭; 2)超程; 3)伺服报警发生; 4)主电源关闭。 当以上事件发生时,我们能够通过设定参数Pn004指定电机如何停机。
动态制动是如何发生的?
第一种情况: 双继电器版本的EDB伺服驱动 器的动态制动电路使用一个继电器 造成电机绕组短路,从而使电机紧 急停机。当用在大功率伺服上时这 种方法不是很安全。
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五、动态制动
动态制动是如何发生的?
第三种情况: 2kW以上的EDB伺服驱动器的 动态制动电路通过一个可控硅代替 继电器动作,这是与1.5kW以下的 伺服驱动器唯一不同的地方。电机 转子能量也是消耗在动态制动电阻 上。这种方法也使电机平滑的减速。
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四、主回路
主电容充电
在主电容充电中,我们看到一个它保护这个电路并 且限制上电时主电容C1的充电电流。
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四、主回路
P-N电压
在DB1上的P-N电压是供电电 压的有效值,即右图中P点的电压读 数是310V。 V(RMS) = 220V * 1.41 = 310V
伺服驱动器原理及应用培训教材(PP T47页)
一、电流环 二、速度环 三、位置环 四、主回路 五、动态制动 六、再生 七、伺服选型
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一、电流环
功能图
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五、动态制动
动态制动何时发生?
Servo Off:动态制动打开以保证安全。 Servo On:动态制动关闭。 伺服驱动器进入Servo Off状态,当: 1)S-ON输入信号关闭; 2)超程; 3)伺服报警发生; 4)主电源关闭。 当以上事件发生时,我们能够通过设定参数Pn004指定电机如何停机。
伺服控制器原理及应用PPT课件
如显示窗口的对比度不合适,用户可将显示器面板摘 下,调节数字板上的电位器“RW”直到满意为止。
理解
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ZETA系列伺服控制器
ZETA系列伺服控制器是专为陕鼓3H-TRT系统配备的 高精度智能型伺服控制器。该控制器不仅具备高精度 位置控制、零点与量程调整、正反作用切换和信号丢 失记忆功能,保证静叶和旁通阀在信号丢失的情况下 不发生误动作。ZETA伺服控制器控制精度高、分辨率 高、漂移小、抗干扰能力强,现场调试十分方便。其 设计充分考虑了行业用户的特点,具有很强的专业针 对性。
理解
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19
位置的调节
1.正作用控制方式调节:
A.将指令信号设为4mA,调节控制板(CONTROL)面板 上标着“变送器”字样的框中的电位器“零点”,油缸会随之运 动,不断调节电位器使实际位置到达零位。
B.将指令信号设为20mA,调节控制板(CONTROL)面板 上标着“变送器”字样的框中的电位器“行程”,油缸会随之运 动,不断调节电位器使实际位置到达满行程位。
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24
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25
工作原理
如下图所示,控制器一方面接收来自主控室位置指令 信号,另一方面接收来自位移传感器测量的实际位置 反馈信号。伺服控制器在内部对这两个信号进行转换、 比较,并经过一定的高级运算,产生一个可以驱动电 液伺服阀SV的电流信号。在伺服阀的控制下,动力油 作用于伺服油缸SM,带动静叶角度或阀门达到预期位 置,从而实现静叶或阀门位置调节的目的。同时,伺 服控制器还送出一路电流信号到控制室指示静叶角度 或阀门的位置。
B.将指令信号设为4mA,调节控制板(CONTROL)面板 上标着“变送器”字样的框中的电位器“行程”,油缸会随之运 动,不断调节电位器使实际位置到达满行程位。
《伺服电机知识培训》PPT课件
1。技术状况 (1). 当前国内外交流伺服产品的水平 交流伺服系统的相关技术,一直随着用户的需求而不断发展。电动机、 驱动、传感和控制技术等关联技术的不断变化、造就了各种各样的配置。 就电动机而言,可以采用盘式电机、无铁芯电机、直线电机、外转子电机 等,驱动器可以采用各种功率电子元件,传感和反馈装置可以是不同精度、 性能的编码器、旋变和霍尔元件甚至是无传感器技术,控制技术从采用单 片机开始,一直到采用高性能DSP和各种可编程模块,以及现代控制理论的 实用化等等。从2005年11月在德国纽伦堡举办的SPS/IPC/Drives展览上可以 看到世界范围内电气驱动、运动控制和相关软件的最新情况,其中交流伺 服产品的亮点很多,代表了当前的国际水平。 2。 技术发展方向 现代交流伺服系统,经历了从模拟到数字化的转变,数字控制环已经无 处不在,比如换相、电流、速度和位置控制;采用新型功率半导体器件、 高性能DSP加FPGA、以及伺服专用模块(比如IR推出的伺服控制专用引擎)也 不足为奇。
分析当前国内用户的购买因素,占前三位的是稳定可靠性、价格和 服务。这也说明目前国内交流伺服市场还处在较低级的阶段,对性能 和功能的充分利用没有摆在重要位置。从长远来看,伺服厂商的关键 成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、以及市场份额和 品牌影响力。
(2). 国内市场品牌竞争状况 国内交流伺服市场当前品牌竞争情况和10多年前的变频器市场非常
度变化,而且转子速度等于定子速度,所以称“同步”。 (2)、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动 后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子 线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应磁场追 随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子 的变化,一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈, 转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁场消失,转子失 速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。所以在交流 异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速 度差的比率。 (3)、对应交流同步和异步电机,变频器就有相应的同步变 频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异 步伺服。当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同 步伺服常见。 4、交流伺服电机与普通电机还有很多区别,可以参考一下 《电机学》方面的书籍;普通电机通常功率很大,尤其是 启动电流很大,伺服驱动器的电流容量不能满足要求。可 从电机的尺寸就知道原因了。
分析当前国内用户的购买因素,占前三位的是稳定可靠性、价格和 服务。这也说明目前国内交流伺服市场还处在较低级的阶段,对性能 和功能的充分利用没有摆在重要位置。从长远来看,伺服厂商的关键 成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、以及市场份额和 品牌影响力。
(2). 国内市场品牌竞争状况 国内交流伺服市场当前品牌竞争情况和10多年前的变频器市场非常
度变化,而且转子速度等于定子速度,所以称“同步”。 (2)、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动 后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子 线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应磁场追 随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子 的变化,一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈, 转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁场消失,转子失 速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。所以在交流 异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速 度差的比率。 (3)、对应交流同步和异步电机,变频器就有相应的同步变 频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异 步伺服。当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同 步伺服常见。 4、交流伺服电机与普通电机还有很多区别,可以参考一下 《电机学》方面的书籍;普通电机通常功率很大,尤其是 启动电流很大,伺服驱动器的电流容量不能满足要求。可 从电机的尺寸就知道原因了。
伺服系统总结(电机和驱动)ppt课件
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(1) 液压伺服控制系统 液压伺服控制系统是以电机提供动力基础,使用液压泵将机械能转化为压力,推 动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向,从而推动液压缸做出不同行程、 不同方向的动作,完成各种设备不同的动作需要。液压伺服控制系统按照偏差信 号获得和传递方式的不同分为机-液、电-液、气-液等,其中应用较多的是机-液和 电-液控制系统。按照被控物理量的不同,液压伺服控制系统可以分为位置控制、 速度控制、力控制、加速度控制、压力控制和其他物理量控制等。液压控制系统 还可以分为节流控制(阀控)式和容积控制(泵控)式。在机械设备中,主要有机-液伺 服系统和电-液伺服系统。
伺服系统介绍
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1
目录
伺服系统概述
系统结构原理以及分类
伺服电机
伺服驱动
编码器以及制动方式介绍
伺服与步进区别
伺服选型
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2
一、 伺服系统概述
伺服系统(servomechanism)又称随动系统, 是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制 系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等 输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任 意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控 制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控 等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置 控制非常灵活方便。
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(4) 电液伺服控制系统 它是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的 有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统。 以上是我们常用到的四种伺服系统,他们的工作原理和性能以及可以应用的 范围都有所区别,各有自己的特点和优缺点。因此在选择或者购买的时候, 就需要根据系统的需要以及需要控制的参数和实现的性能,通过计算后在选 择合适的产品。
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五、动态制动
动态制动是如何发生的?
第二种情况: 1.5kW以下的EDB伺服驱动器 的动态制动电路虽然是通过一个继 电器动作的,但实际上是用一个动 态制动电阻消耗电机转子能量。这 种方法使电机有一个较长的减速时 间和平滑的停机。
五、动态制动
动态制动是如何发生的?
第三种情况: 2kW以上的EDB伺服驱动器的动 态制动电路通过一个可控硅代替继 电器动作,这是与1.5kW以下的伺服 驱动器唯一不同的地方。电机转子 能量也是消耗在动态制动电阻上。 这种方法也使电机平滑的减速。
一、电流环
CPU
CPU比较电流指令和电流反 馈,作为结果的波形送入放大器, 再经过PWM后将信号送到功率晶体 管。
一、电流环
PWM
PWM(脉宽调制)是一种将模 拟信号转换为数字信号的方法。在模 拟信号上加上一个载波频率,其大小 依赖于功率模块的开关次数。每当模 拟信号与载频波形交叉时,PWM输出 就发生一次转换,一系列的转换就形 成了方波信号,其表现为模拟信号的 平均值,相当于该信号的数字形态。
再生值依赖三个因素:转矩、减速度和运动周期。这个值通常在选 型软件中计算并且显示为电阻功率。然而,如果需要也可以手工计算。
当再生电路中需要更大的元器件时必须有外部再生。有时,在一些 特殊应用中C1或R1的功率不够大,在这种情况下,就需要一个外部的电阻或 电容作为内部元器件的补充。
SUCCESS
THANK YOU
五、动态制动
使用可控硅的动态制动
2.0kW以上的伺服驱动器都使用了可控硅触发动态制动, 以此替代继电器。但是需要注意的是,如果控制电源关闭,使用 可控硅的伺服驱动器的动态制动功能也将关闭。而使用继电器的 伺服驱动器,掉电或报警时保持动态制动状态。
五、动态制动
动态制动电阻
为了使动态制动电路工作,必 须有一些消除电机转子能量的途径, 这就是动态制动电阻的作用。这个 电阻消耗了电机的能量,从而使电 机快速停止成为可能。然而,有些 伺服驱动器(如双继电器版本)内 并没有动态制动电阻,那是因为电 机绕组的阻抗已经足够用于制动了。
六、再生
再生是在电机减速过程中的一 种动作,此时电机等效为一个发电 机。再生吸收了旋转负载的动能, 并将它转化为电能,回馈到驱动器。
六、再生
再生的目的
再生有两个主要功能:1)消耗运动负载的惯性能量;2)快速地对 主电容(C1)放电。
当一套EDB伺服系统运行在额定转速并且带着允许的最大负载惯量, EDB伺服驱动器必须吸收停止负载时产生的全部能量而不损坏系统。如果系统 运行在超过额定转速或者带着超过允许的最大负载惯量,那么必须有外部再 生。
5.0kW以下的EDB伺服驱动器都有内部电阻R1和电容C1。如果需要外部 再生,必须由技术服务人员将内部R1去掉,并且在P和B端子上外接电阻。
一、电流环
功率晶体管
在电流环中包括6个功率晶体管。 EDB伺服驱动器中使用的是IPM—智能功 率模块,内置有6个IGBT及其驱动电路, 另外,还包括过流检测、过热检测。 EDB-05使用了15A的IPM。 EDB-10/15使用了30A的IPM。 EDB-20使用了50A的IPM。 EDB-30/50使用了75A的IPM。
二、速度环
功能图
二、速度环
P/PI控制
三、位置环
功能图
三、位置环
脉冲指令
我们通过Pn008选择脉冲指令形态。Pn009的bit0、bit1 被设定为0表示正逻辑(上升沿),为1表示负逻辑(下降沿)。
三、位置环
平滑功能
平滑功能是对脉冲指令进行 加速度/减速度处理,在以下几种情 况下使用: 1)上位机无加速度/减速度功能。 2)脉冲指令频率太低。 3)电子齿轮比太高(超过10/1)。
三、位置环
前馈功能
前馈功能缩短定位时间。前 馈将使实际运动轮廓逼近指令运动轮 廓。通常前馈增益Pn017设定在80%以 下,对于大多数机械,设定超过80% 将会引起振动,使用前馈滤波Pn025 可以减小振动。
三、位置环
偏置功能
通过分配偏置(设定偏 差脉冲)到速度指令输出可 以减小最终的定位时间。该 功能将使实际运动轮廓逼近 指令运动轮廓。
五、动态制动
动态制动何时发生?
Servo Off:动态制动打开以保证安全。 Servo On:动态制动关闭。 伺服驱动器进入Servo Off状态,当: 1)S-ON输入信号关闭; 2)超程; 3)伺服报警发生; 4)主电源关闭。 当以上事件发生时,我们能够通过设定参数Pn004指定电机如何停机。
四、主回路
主电ห้องสมุดไป่ตู้充电
在主电容充电中,我们看到 一个继电器,RLY1。使用这个继电器 是出于安全的目的。它保护这个电路 并且限制上电时主电容C1的充电电流。
四、主回路
P-N电压
在DB1上的P-N电压是供电电 压的有效值,即右图中P点的电压读 数是310V。 V(RMS) = 220V * 1.41 = 310V
五、动态制动
动态制动的方法
通过动态制动使电机突然停 止的方法有两种:1)通过短接电机U、 V、W相的绕组;2)将转子能量消耗 到电阻上。
五、动态制动
动态制动是如何发生的?
第一种情况: 双继电器版本的EDB伺服驱 动器的动态制动电路使用一个继电 器造成电机绕组短路,从而使电机 紧急停机。当用在大功率伺服上时 这种方法不是很安全。
2019/9/21
六、再生
再生的目的
EDC伺服驱动器只有电容C1用于内部再生。如果需要外部再生,则需 要将外部再生单元接到驱动器的P和N端子上。如果一个系统中有多个这类的 伺服驱动器,通过将每一台驱动器的所有P端子连接在一起、所有N端子连接 在一起,可能可以增加再生的容量。这相当于将所有的C1并联。但是这必须 依赖于对系统执行周期的完整分析。
一、电流环 二、速度环 三、位置环 四、主回路 五、动态制动 六、再生 七、伺服选型
一、电流环
功能图
一、电流环
电流传感器
电流传感器CT1和CT2在电流环 中的作用就是感应通过电机的电流,并 且将它转换为一个模拟电压信号。然后 这个模拟电压信号经过PWM转换电路到 ASIC。在这里只需要2个电流传感器,因 为CPU能够根据公式Iu+Iv+Iw=0计算出W 相的电流。